JP7300245B2 - SOLAR CELL, SOLAR MODULE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents
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Description
本発明は、太陽電池を容易にモジュール化し、コストを削減することができるよう電極の形状を改善した太陽電池、太陽電池モジュール及びその製造方法に関する。
〔関連出願〕
本願は、韓国特許出願第10-2017-0075019に基づくパリ条約の優先権に基づく出願である。当該韓国特許出願の出願当初の明細書、図面等に開示された事項は、本願発明の内容を成すものであり、かつ、これらの事項は、本明細書による開示内容として包含するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solar cell, a solar cell module, and a method of manufacturing the same, in which the shape of the electrode is improved so that the solar cell can be easily modularized and the cost can be reduced.
[Related Application]
This application is a priority application under the Paris Convention based on Korean Patent Application No. 10-2017-0075019. The matters disclosed in the original specification, drawings, etc. of the Korean patent application constitute the content of the present invention, and these matters are included as the disclosure content of this specification.
一般的な太陽電池は、p型とn型のように、互いに異なる導電型(conductive type)によってp-n接合を形成する半導体部、そして互いに異なる導電型の半導体部にそれぞれ接続された電極を備えて作られる。このような構成の太陽電池は、複数枚を接続させて作った太陽電池モジュールを用いて発電して電力を得る。 A general solar cell includes semiconductor portions that form a pn junction with different conductive types, such as p-type and n-type, and electrodes that are connected to the semiconductor portions of different conductive types. Prepared and made. A solar cell having such a configuration generates electric power using a solar cell module made by connecting a plurality of solar cells.
太陽電池の発電効率を良くするための一つの方法として規格化された太陽電池、例えばウェハから作られた太陽電池1つを複数に分割してカットセルを作り、このカットセルを一部重ね電気的に接続させたスーパーセルが提案された。 As one method for improving the power generation efficiency of solar cells, a standardized solar cell, for example, one solar cell made from a wafer is divided into multiple pieces to make cut cells, and these cut cells are partially overlapped to generate electricity. A physically connected supercell was proposed.
このように、カットセルで太陽電池モジュールを構成する理由は、出力損失を減らすことができるからである。出力損失は、太陽電池で電流の二乗に抵抗を乗じた値を有するが、太陽電池の電流の中には太陽電池の面積自体によって発生される電流があり、太陽電池の面積が大きくなると、その電流も大きくなり、太陽電池の面積が小さくなると、その電流も小さくなる。したがって、太陽電池の面積が減少するほど、出力損失が減ることになる。 The reason why the solar cell module is configured with cut cells in this way is that the output loss can be reduced. The output loss has the value of the square of the current in the solar cell multiplied by the resistance. The current also increases, and the smaller the area of the solar cell, the smaller the current. Therefore, the smaller the area of the solar cell, the smaller the power loss.
複数のカットセルは、一部が重畳領域で重なって配列し、これを導電性接着剤で接合させて直列接続されたモジュールを構成することになる。 A plurality of cut cells are partially overlapped in an overlapping region and bonded with a conductive adhesive to form a series-connected module.
このため、一般的にカットセルの前面と背面にそれぞれ配置されたフィンガー電極を接続しているバスバーまたは電極とは別に形成されたパッドが重畳領域に配置され、隣接した二つのカットセルのバスバーまたはパッドが導電性接着剤またははんだなどを介して接続される。 For this reason, in general, a bus bar or a pad formed separately from the bus bars or electrodes that connect the finger electrodes respectively arranged on the front and back sides of the cut cells is arranged in the overlapping region, and the bus bars or electrodes of the adjacent two cut cells are arranged. Pads are connected via conductive adhesive, solder, or the like.
ところで、このような従来の方法は、バスバーまたはパッドを電極とは別に形成しなければならないので、製造時間とコストを上昇させる問題がある。 However, such a conventional method has the problem of increasing manufacturing time and cost because the busbars or pads must be formed separately from the electrodes.
また、このような従来の方法は、カットセルを互に接続するとき、パッドまたはバスバーを一致させなければならないアライン工程を必ず必要とするので、これもまた製造時間とコストを上昇させる問題がある。 In addition, such a conventional method necessarily requires an alignment process in which the pads or bus bars must be aligned when connecting the cut cells to each other, which also increases manufacturing time and costs. .
本発明はこのような技術的背景から創案されたもので、本発明の目的は、太陽電池を容易し、簡単にモジュール化して、また製造コストを削減することにある。 The present invention was created in view of such technical background, and an object of the present invention is to facilitate solar cells, easily modularize them, and reduce manufacturing costs.
本発明は、他にも様々な技術的課題を解決することを目的とするが、ここで記載されていない課題は、本発明を説明しながら一緒に説明になるか、そうではないと当業者であれば、本発明の説明を介して容易に予測することができる。 The present invention aims to solve various other technical problems, but the problems not described here will be explained together with the explanation of the present invention, or otherwise can be easily predicted through the description of the present invention.
本発明の一の態様は以下の通りである。
〔1〕 太陽電池であって、
第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する半導体基板と、
前記半導体基板のいずれか一面に形成され、前記第2方向で隣接したものと物理的に離れて配置された複数の電極とを備えてなり、
前記複数の電極は、前記第2方向で隣接した複数の電極を物理的又は電気的に接続する導電性物質を備えた接合部を備えてなる、太陽電池。
〔2〕 前記接合部は、前記長辺に近い前記複数の電極の一方の端に位置する、〔1〕に記載の太陽電池。
〔3〕 前記複数の電極が形成された面積は、前記半導体基板の一面全体の面積に対して5%以下である、〔1〕又は〔2〕に記載の太陽電池。
〔4〕 前記複数の電極は、前記第1方向に前記長辺から200(μm)~300(μm)だけ離れて配置されたものである、〔1〕~〔3〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔5〕 前記複数の電極の数は80~120個であり、
前記第2方向で前記複数の電極間の距離はそれぞれ1~2(mm)である、〔1〕~〔4〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔6〕 前記第2方向で隣接した前記複数の電極間の距離は一定である、〔5〕に記載の太陽電池。
〔7〕 前記複数の電極内において、前記第2方向で隣接した2つの電極間の距離が徐々に減少してなるものであり、
前記第2方向で隣接した2つの電極の接合部は、前記第2方向で隣接した接合部との間の距離が最小になるように配置されたものである、〔1〕~〔6〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔8〕 前記複数の電極の内、前記第2方向で隣接した2つの電極を物理的に接続するブッシング(bussing)部をさらに備えてなり、
前記ブッシング部は、前記接合部から遠い他の長辺に近く位置する、〔5〕に記載の太陽電池。
〔9〕 前記接合部は、アスペクト比(第2方向の長さ/第1方向の長さ)が1/26~3/10である、〔1〕~〔8〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔10〕 前記複数の電極は、前記接合部で第1方向に延長形成されてなり、
前記第2方向から接合部の線幅より小さい線幅を有するフィンガー部をさらに備えてなり、
前記接合部は、前記半導体基板を部分的に露出するオープンパターンをさらに備えてなる、〔9〕に記載の太陽電池。
〔11〕 前記複数の電極は、前記接合部の単位面積が、前記接合部を除外した部分の単位面積より大きいものである、〔1〕~〔10〕の何れか一項に記載の太陽電池。
〔12〕 太陽電池モジュールであって、
第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する半導体基板と、
前記半導体基板の第1面に配置された第1電極と、
前記半導体基板の第2面に配置された第2電極と、
前記長辺に沿って隣接した太陽電池と部分的に重畳し、前記長辺に配置された重畳領域を含む複数の太陽電池とを備えてなり、
前記複数の太陽電池において、隣接した第1太陽電池の第2面に位置した第2電極と第2太陽電池の第1面に位置した第1電極とは、前記重畳領域に付与された導電性接着剤によって電気的及び/又は物理的に直接接続されてなり、
前記第1電極は、前記第2方向に隣接したものと物理的に離れて並行するように配置され、及び/又は、前記重畳領域に配置される接合部を備えてなり、
前記導電性接着剤は、前記第2方向で前記第1電極との間を電気的に接続するように構築された、太陽電池モジュール。
〔13〕 前記第1電極は、前記接合部の単位面積が、前記接合部を除外した部分の単位面積より大きいものである、〔12〕に記載の太陽電池モジュール。
〔14〕 前記第2太陽電池に形成された前記第1電極の接合部は、前記第1太陽電池により視覚的に見えないように隠されたものである、〔12〕又は〔13〕に記載の太陽電池モジュール。
〔15〕 太陽電池モジュールの製造方法であって、
前記太陽電池モジュールは、第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する第1太陽電池及び第2太陽電池を備えてなるものであり、
接合部が一端に形成され、第2方向で並行するように配置された複数の電極を有する前記第2太陽電池に導電性接着剤を付与する段階と、
前記導電性接着剤が付与された重畳領域で、前記第2太陽電池と重ねられるよう前記第1太陽電池を位置させる段階と、及び
前記導電性接着剤を硬化させて前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池を物理的及び/又は電気的に接続させる段階と、を含んでなり、
前記接合部は、前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池が重ねられた、重畳領域に配置されてなり、
前記導電性接着剤は、前記重畳領域で、前記第2方向に離れて配置された前記複数の電極が隣接した電極の接合部に接続されるように構築されてなる、太陽電池モジュールの製造方法。
本発明の実施の形態においては、第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する半導体基板と、前記半導体基板のいずれか一つの面に形成され、前記第2方向で隣接したものと物理的に離れて配置された複数の電極を含み、前記複数の電極は、、前記第2方向で隣接した複数の電極を物理的、電気的に接続する導電性物質が提供された接合部を含む太陽電池を開示する。
One aspect of the present invention is as follows.
[1] A solar cell,
a semiconductor substrate having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction;
comprising a plurality of electrodes formed on one surface of the semiconductor substrate and physically separated from those adjacent in the second direction;
The solar cell, wherein the plurality of electrodes comprises junctions comprising a conductive material that physically or electrically connects the plurality of electrodes adjacent in the second direction.
[2] The solar cell according to [1], wherein the junction is positioned at one end of the plurality of electrodes near the long side.
[3] The solar cell according to [1] or [2], wherein the area where the plurality of electrodes are formed is 5% or less of the area of the entire one surface of the semiconductor substrate.
[4] The plurality of electrodes according to any one of [1] to [3], wherein the plurality of electrodes are arranged apart from the long side by 200 (μm) to 300 (μm) in the first direction. A solar cell as described.
[5] the number of the plurality of electrodes is 80 to 120;
The solar cell according to any one of [1] to [4], wherein the distance between the plurality of electrodes in the second direction is 1 to 2 (mm).
[6] The solar cell according to [5], wherein the distance between the plurality of electrodes adjacent in the second direction is constant.
[7] in the plurality of electrodes, the distance between two electrodes adjacent in the second direction gradually decreases,
[1] to [6], wherein the joints of the two electrodes adjacent in the second direction are arranged such that the distance between the joints adjacent in the second direction is the minimum. The solar cell according to any one of the items.
[8] further comprising a bussing portion for physically connecting two electrodes adjacent in the second direction among the plurality of electrodes,
The solar cell according to [5], wherein the bushing portion is located near another long side far from the joint portion.
[9] The joint portion according to any one of [1] to [8], wherein the aspect ratio (length in the second direction/length in the first direction) is 1/26 to 3/10. solar cells.
[10] The plurality of electrodes are formed to extend in the first direction at the joint,
further comprising a finger portion having a line width smaller than the line width of the joint portion in the second direction;
The solar cell according to [9], wherein the junction further comprises an open pattern that partially exposes the semiconductor substrate.
[11] The solar cell according to any one of [1] to [10], wherein in the plurality of electrodes, the unit area of the junction is larger than the unit area of the portion excluding the junction. .
[12] A solar cell module comprising:
a semiconductor substrate having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction;
a first electrode disposed on the first surface of the semiconductor substrate;
a second electrode disposed on the second surface of the semiconductor substrate;
a plurality of solar cells partially overlapping adjacent solar cells along the long side and including an overlapping region arranged on the long side;
In the plurality of solar cells, the second electrode located on the second surface of the first solar cell and the first electrode located on the first surface of the second solar cell adjacent to each other have the conductivity imparted to the overlapping region. directly connected electrically and/or physically by an adhesive,
the first electrodes are arranged physically separate and parallel to adjacent ones in the second direction and/or comprise junctions arranged in the overlapping region;
The solar cell module, wherein the conductive adhesive is configured to electrically connect between the first electrodes in the second direction.
[13] The solar cell module according to [12], wherein in the first electrode, the unit area of the joint is larger than the unit area of the portion excluding the joint.
[14] According to [12] or [13], the junction of the first electrode formed on the second solar cell is hidden by the first solar cell so as not to be seen visually. solar modules.
[15] A method for manufacturing a solar cell module, comprising:
The solar cell module comprises a first solar cell and a second solar cell having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction,
applying a conductive adhesive to the second solar cell having a plurality of electrodes formed at one end and arranged parallel in a second direction;
positioning the first solar cell so as to overlap the second solar cell in the overlap region where the conductive adhesive is applied; and curing the conductive adhesive to form the first solar cell; physically and/or electrically connecting said second solar cell;
the junction is arranged in an overlap region where the first solar cell and the second solar cell are overlapped;
The method of manufacturing a solar cell module, wherein the conductive adhesive is constructed such that the plurality of electrodes spaced apart in the second direction are connected to joints of adjacent electrodes in the overlapping region. .
In the embodiment of the present invention, a semiconductor substrate having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction, and formed on one surface of the semiconductor substrate, a plurality of electrodes physically spaced apart from adjacent ones in two directions, said plurality of electrodes being a conductive material physically and electrically connecting said plurality of electrodes adjacent in said second direction. A solar cell is disclosed that includes a junction provided with
前記接合部は、前記長辺に近い前記複数の電極の一方の端の位置することができる。 The junction may be located at one end of the plurality of electrodes near the long side.
前記複数の電極が形成された面積は、前記半導体基板の一面全体の面積の内、5%以下の面積だけを占めるように形成することができる。 The area where the plurality of electrodes are formed may be formed to occupy 5% or less of the area of the entire surface of the semiconductor substrate.
前記複数の電極は、前記第1方向に前記長辺からそれぞれ200(μm)~300(μm)だけ離れて配置されることができる。 The plurality of electrodes may be arranged apart from each of the long sides by 200 (μm) to 300 (μm) in the first direction.
前記複数の電極の数は、80~120個であり、前記第2方向で前記複数の電極間の距離は、それぞれ1~2(mm)で有り得る。そして、前記第2方向で隣接した前記複数の電極間の距離は一定で有り得る。 The number of the plurality of electrodes may be 80-120, and the distance between the plurality of electrodes in the second direction may be 1-2 (mm). Further, the distance between the plurality of electrodes adjacent in the second direction can be constant.
前記複数の電極の内、前記第2方向で隣接した2つの電極間の距離は徐々に減り、前記第2方向で隣接した2つの電極の接合部は、前記第2方向で隣接した接合部との間の距離が最小となるように配置されることができる。 Among the plurality of electrodes, the distance between two electrodes adjacent in the second direction is gradually reduced, and the joints of the two electrodes adjacent in the second direction are the joints adjacent in the second direction. can be arranged such that the distance between
前記複数の電極の最大線幅は、最小線幅比3~5倍で有り得る。 The maximum line width of the plurality of electrodes may be 3 to 5 times the minimum line width ratio.
前記複数の電極は、それぞれ第1方向に線幅が徐々に減少する針状を有することができる。 Each of the plurality of electrodes may have a needle shape with a line width gradually decreasing in the first direction.
前記複数の電極の内、前記第2方向で隣接した2つの電極を物理的に接続するブッシング部をさらに含み、前記ブッシング部は、前記接合部から遠い他の長辺に近くに位置することができる。 Further comprising a bushing portion physically connecting two electrodes adjacent in the second direction among the plurality of electrodes, wherein the bushing portion may be located near another long side far from the joint portion. can.
前記接合部は、アスペクト比(縦横比:第2方向の長さ/第1方向の長さ)が1/26~3/10で有り得る。 The joint may have an aspect ratio (length in the second direction/length in the first direction) of 1/26 to 3/10.
前記複数の電極は、前記接合部で第1方向に延長形成され、前記第2方向において、前記接合部の線幅より小さい線幅を有するフィンガー部をさらに含むことができる。 The plurality of electrodes may further include finger portions extending in a first direction from the junction and having a line width smaller than a line width of the junction in the second direction.
前記接合部は、前記半導体基板を部分的に露出するオープンパターンをさらに含むことができる。 The junction may further include an open pattern partially exposing the semiconductor substrate.
前記複数の電極は、前記接合部の単位面積が、前記接合部を除外した部分の単位面積より大きいことがある。 In the plurality of electrodes, the unit area of the joint may be larger than the unit area of the portion excluding the joint.
本発明の他の実施の形態においては、第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する半導体基板と、前記半導体基板の第1面に配置された第1電極、前記半導体基板の第2面に配置された第2電極、前記長辺に沿って隣接した太陽電池と部分的に重畳し、前記長辺に配置された重畳領域を含む複数の太陽電池を含み、前記複数の太陽電池の内、隣接した第1太陽電池の第2面に位置した第2電極と第2太陽電池の第1面に位置した第1電極は、前記重畳領域に提供された導電性接着剤によって電気的、物理的に直接接続され、前記第1電極は、前記第2方向に隣接したものと物理的に離れて並行するように配置され、また、前記の重畳領域に配置される接合部を有し、前記導電性接着剤は、前記第2方向で前記第1電極間を電気的に接続するように提供された太陽電池モジュールを開示する。 In another embodiment of the present invention, a semiconductor substrate having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction; an electrode, a second electrode disposed on the second surface of the semiconductor substrate, and a plurality of solar cells partially overlapping adjacent solar cells along the long side and including an overlapping region disposed on the long side; wherein a second electrode located on the second surface of the first solar cell and a first electrode located on the first surface of the second solar cell adjacent among the plurality of solar cells are provided in the overlap region. Directly and electrically physically connected by a conductive adhesive, the first electrodes are arranged so as to be physically separated and parallel to adjacent ones in the second direction, and arranged in the overlap region. and wherein said conductive adhesive is provided to electrically connect between said first electrodes in said second direction.
前記導電性接着剤は、前記重畳領域全体に提供することができる。 The conductive adhesive may be provided over the overlap area.
前記第1電極は、前記接合部の単位面積が、前記接合部を除外した部分の単位面積より大きく形成されることができる。前記第2太陽電池に形成された前記第1電極の接合部は、前記第1太陽電池により視覚的に見えないように遮られる。 In the first electrode, the unit area of the joint may be larger than the unit area of the portion excluding the joint. The junction of the first electrode formed on the second solar cell is visually blocked by the first solar cell.
本発明の他の実施の形態においては、第1方向の短辺と前記第1方向と交差する第2方向の長辺を有する第1及び第2太陽電池が含まれた太陽電池モジュールの製造方法に関するものであり、接合部が一端に形成され、第2方向で並行するように配置された複数の電極を有する第2太陽電池に導電性接着剤を提供するステップと、前記導電性接着剤が提供された重畳領域で、前記第2太陽電池と重ねられるよう第1太陽電池を位置させるステップと、前記導電性接着剤を硬化させて前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池を物理的、電気的に接続させるステップを含み、前記接合部は、前記第1太陽電池と、前記第2太陽電池が重ねられた重畳領域に配置され、前記導電性接着剤は、前記重畳領域で、前記第2方向に離れて配置された前記複数の電極が隣接した電極の接合部に接続されるように提供された太陽電池モジュールの製造方法を開示する。 In another embodiment of the present invention, a method for manufacturing a solar cell module including first and second solar cells each having a short side in a first direction and a long side in a second direction intersecting the first direction. providing a conductive adhesive to a second solar cell having a plurality of electrodes arranged parallel in a second direction and having a joint formed at one end; positioning a first solar cell to overlap with the second solar cell in a provided overlap region; and curing the conductive adhesive to physically attach the first solar cell and the second solar cell. , electrically connecting, wherein the joint is disposed in an overlap region where the first solar cell and the second solar cell are overlapped, and the conductive adhesive is applied to the overlap region in the overlap region; A method of manufacturing a solar cell module is disclosed wherein the plurality of electrodes spaced apart in a second direction are provided to be connected to junctions of adjacent electrodes.
前記導電性接着剤は、前記重畳領域全体に提供することができる。 The conductive adhesive may be provided over the overlap area.
本発明の実施の形態に係ると、太陽電池の一部を重ねてモジュール化されるとき、導電性接着剤を用いて太陽電池の一面に形成された物理的に離れて配置された電極を互いに電気的に接続させる一方、隣接する二つの太陽電池を機械的に接合させることで製造コストと時間を削減することができる。 According to an embodiment of the present invention, when a portion of the solar cell is stacked to form a module, physically separated electrodes formed on one surface of the solar cell using a conductive adhesive can be connected to each other. By mechanically joining two adjacent solar cells while making an electrical connection, manufacturing costs and time can be reduced.
以下においては、添付した図面を参考にして、本発明の実施の形態について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry them out.
しかし、本発明は、複数の異なる形態で実現されることがあり、ここで説明する実施の形態に限定されない。そして図面で本発明を明確に説明するために説明と関係ない部分は簡単にしたり、省略することができる。また、図面で図示している様々な実施の形態は、例示的に提示されたものであり、説明の便宜のために、実際の縮尺に合わせて図示されないことがあり、形状や構造もまた単純化して示すことがある。 This invention may, however, be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein. In addition, in order to clearly explain the present invention with the drawings, parts that are not related to the explanation may be simplified or omitted. In addition, the various embodiments shown in the drawings are presented as examples, and for convenience of explanation, they may not be shown to scale, and the shapes and structures are also simple. It may be shown in a modified form.
図1は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールの概略的な平面形状であり、図2は、図1のA-A’線に沿った断面の形状を示す。 FIG. 1 is a schematic plan view of a solar cell module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a cross-sectional shape taken along line A-A' in FIG.
図1及び図2を参照すると、本発明の一実施の形態において、複数の太陽電池は、隣接したものと、一部オーバーラップするように位置し、重なった重畳領域100に提供された導電性接着剤(図示せず)によって電気的、機械的に接続及び、接合されてストリング(String:ST)を形成する。
Referring to FIGS. 1 and 2, in one embodiment of the present invention, a plurality of solar cells are positioned so as to partially overlap adjacent ones and provide a conducting
好ましい一形態において、太陽電池10は、前面に位置し,一方向(図のx軸方向)を向くように配列された複数の電極13を含みから構成されることができる。一例で、前面に形成された複数の電極13は、第2方向(図のy軸方向)で隣接したものと離れるように配列されており、第1方向(図のx軸方向)には、隣接した他の太陽電池の電極と同じ線上に位置するように配列されることができる。これにより、複数の太陽電池が重畳領域100で重ねて配列されると、電極13が第1方向(図のx軸方向)で1つの電極で形成されたもののように見られデザインを良くすることができる。
In one preferred form, the
重畳領域100に提供された導電性接着剤によって隣接している第1及び第2太陽電池(10a、10b)は、電気的、機械的に接続及び接合されるだけでなく、太陽電池上に配置された電極13が電気的に接続される。ここで、導電性接着剤は、有機/高分子マトリクスと金属フィラーとして造成され、金属フィラーは、電気的特性を提供し、高分子マトリクスは、物理的、機械的特性を提供するように構成されたことを通称する意味で使用される。
Adjacent first and second solar cells (10a, 10b) are not only electrically and mechanically connected and joined by the conductive adhesive provided in the overlapping
第1太陽電池10aの一部は、重畳領域100から第2太陽電池10bの前面上に配置されて、重畳領域100から第1太陽電池10aの背面の一部と第2太陽電池10bの前面の一部が重なって位置する。これにより、第1太陽電池10aの背面に配置された電極と、第2太陽電池10bの前面に配置された電極は、重畳領域100から向き合うことになり、重畳領域100に提供された導電性接着剤によって電気的に接続することができる。これにより、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bは、電気的に直列接続され、また、重畳領域100に導電性接着剤によって機械的にも接合されることができる。
A portion of first
好ましくは、導電性接着剤の接着力を考慮する時、重畳領域100の幅(図のx軸方向に)は、太陽電池10の幅(図のx軸方向に)に比べ1/20~1/15の大きさを有することができる。重畳領域の幅が1/20より小さいと、重畳領域が小さすぎて十分な機械的接合強度を得るのが難しく、1/15より大きくなると、重畳領域が大きくなりすぎて、太陽電池の発電効率が期待より落ちる問題がある。このような点を考慮して、本発明の一例において、重畳領域の幅は、1~2.5(mm)になることができる。 Preferably, the width of the overlapping region 100 (in the x-axis direction in the figure) is 1/20 to 1 of the width of the solar cell 10 (in the x-axis direction in the figure) when considering the adhesive strength of the conductive adhesive. It can have a size of /15. If the width of the overlapped region is less than 1/20, the overlapped region is too small and it is difficult to obtain sufficient mechanical bonding strength. There is a problem that is lower than expected. Considering this point, in one example of the present invention, the width of the overlapping region can be 1 to 2.5 (mm).
ストリング(ST)は、図2に示すように、前面透明基板10と背面シート40との間に配置された状態でラミネーション加工されてモジュールで構成されることができる。
As shown in FIG. 2, the strings (ST) can be formed into modules by being laminated between the front
一例として、ストリング(ST)は、前面透明基板30と背面シート40との間に配置され、ポリマーシート(例えば、EVA)のように透明な充填材20がストリング(ST)の前面と背面に配置された状態において、熱と圧力が同時に加わるラミネーション工程によって一体化されてカプセル化されることができる。
As an example, the strings (ST) are placed between the front
ここで、前面透明基板10は、透過率が高く、破損防止機能に優れた強化ガラスなどで形成することができる。
Here, the front
背面シート40は、ストリング(ST)の背面からの湿気が浸透することを防止して太陽電池を外部環境から保護することができる。このような背面シート40は、水分と酸素の浸透を防止する層、化学的腐食を防止する層のような多層構造を有することができる。
The
このような背面シート40は、FP(fluoropolymer)、PE(polyeaster)のような絶縁物質からなる薄いシートで行われるが、他の絶縁物質からなる絶縁シートで有り得る。
The
好ましい一形態において、ラミネート工程は、前面透明基板30とストリング(ST)の間及びストリング(ST)と背面シート40との間にシート形状を有する充填材20が配置された状態で行われることができる。
In a preferred embodiment, the lamination process may be performed with the sheet-shaped
ここで、充填材20の材質は、湿気の浸透による腐食を防止し、ストリング(ST)を衝撃から保護し、そのために衝撃を吸収することができるエチレンビニルアセテート(EVA、ethylene vinyl acetate)のような物質で形成されることができる。
Here, the material of the
前述した太陽電池モジュールを構成する太陽電池は、カットセルで実現することができる。このカットセル10は、図3及び図4に例示するところのように、ウェハから作られた規格化された太陽電池(以下、母セル)1、1つを複数に分割して作成することがあるが図では、1つの母セルが6つに分かれて6つのカットセル10が作られたものと例示する。
The solar cells that constitute the solar cell module described above can be realized by cut cells. As shown in FIGS. 3 and 4, the
母セル1は、太陽電池を分割しやすいように分割された複数の電極13を含めて構成されることができる。示されたところによると、電極13は、スクライビングライン(SL)に沿って容易に取り外しができるようにスクライビングライン(SL)に基づいて複数個で分けられている。示されたところによると、母セル1は、6つのカットセル10に分けられるので、電極16もまた、その長さ方向で6つに分かれている。
The
また、その長さ方向(図のx軸方向)で電極13は、同じ線上に位置することが望ましい。これによると、母セル1を複数のカットセル10に分割した場合でも、各カットセル10ごとに配置された電極は、すべて同じ形状及び同じ位置に配置されることができて、以後、カットセル10を互いに重ね配列する際の電極の位置を容易に合わせることができる。
Moreover, it is desirable that the
一方、母セル1に配置される電極は、示されたところのように、その長さ方向にのみ長く形成されている。電極がこのように単純な形状を有するため、電極を形成する製造プロセスを簡純化して製造コストを削減することができる。また、母セル1を複数のカットセル10に分割した後に、これを重ね配列した場合にも、各カットセルに配置された電極の位置を、その長さ方向で同じライン上に位置するように配置するのが容易である。
On the other hand, the electrodes arranged in the
また、デザイン面において、母セル10の電極配置の形状が、カットセルで製作されたモジュールの電極配置の形状と実質的に同じであるため、カットセルで製作されたモジュールと母セルの間のデザインの違いを減らすことができある利点がある。
In terms of design, since the shape of the electrode arrangement of the
好ましくは、母セル1は、3つ乃至12個に分割されることが望ましい。もし母セル1が3つ未満に分割される場合には、効果的に出力の損失を低減することが難しく、12個より大きくなると母セル1を分割する過程で発生するセルのダメージにより、逆に出力が減少することがある。
Preferably, the
カットセルは、このように母セル1を分割して作るので、母セル1と異なって、短辺と長辺を有する長方形の形状を有し、アスペクト比(短辺の長さ/長辺の長さ)は、分割する数によって決定されるが、好ましくは1/3~1/12である。アスペクト比がこのような範囲の値を有するとき、カットセルをモジュール化する際、重畳領域が十分に確保されて要求される十分な機械的結合強度を得ることができた。
Since the cut cell is made by dividing the
母セル1は、電気発電に必要な構成であるp-n接合をなす半導体基板、背面電界部、パッシベーション膜、電荷を収集する電極などをすべて含めて、すでに構成されたもので、図においては、説明の便宜のために省略した。この母セル1は、特別な制限なしに、さまざまな種類の太陽電池、例えば、異種接合太陽電池、両面受光型太陽電池、背面接触型太陽電池のように、現在までに開発された様々な種類の太陽電池がすべて使用されることができる。母セル1は、スクライビングライン(SL)に沿ってレーザーを照射して分割されることがある。
The
レーザー(LA)は、母セル1の内、光を受ける受光面の反対面に照射されることが望ましい。レーザーを母セル1に照射する場合、レーザーによって、太陽電池の表面が溶融された冷やしながら分割溝を形成する。さて、この時、レーザーの高い熱により分割溝形成の周りが一緒に熱エネルギーを受けることになり、この過程で安定化された結合を成していたシリコン(Si)の間の結合が壊れながら、再結合サイト(recombination site)が増えることになるので、レーザーが太陽電池に照射されるとき、母セル1の受光面よりは反対面に照射されることが望ましい。
The laser (LA) is preferably applied to the surface of the
また、レーザー(LA)は、好ましくp-n接合をなす領域を脱し照射されることが望ましい。周知のように、太陽電池1は、半導体基板とエミッタとの間のp-n接合によって電気を生産する。ところで、エミッタが形成された領域にレーザーが照射されると、レーザーによってp-n接合領域が破壊されるので、太陽電池の発電効率が低下することしかない。
Also, the laser (LA) is desirably irradiated outside the region forming the pn junction. As is well known,
一例として、エミッタが太陽電池1の前面に形成され、これに合わせて電極が太陽電池の前面と背面に分けて形成された一般的な構造の太陽電池において、レーザーは、エミッタが形成されない太陽電池の背面に照射することができる。
As an example, in a solar cell having a general structure in which the emitter is formed on the front surface of the
そして、エミッタと背面電界部(BSF)のすべてが半導体基板の背面に形成された背面接触型太陽電池において、レーザーは、受光面の反対面である背面に照射されるが、エミッタが形成された領域を脱しよう照射されることができる。 Then, in a back contact solar cell in which the emitter and the back surface field field (BSF) are all formed on the back surface of the semiconductor substrate, the laser is irradiated on the back surface opposite to the light receiving surface, but the emitter is formed on the back surface. A region can be irradiated to escape.
このように、レーザーは、キャリアが生成されるp-n接合を外れた位置に照射して、太陽電池の発電効率が減少することを防止する。 In this manner, the laser is applied to a position outside the pn junction where carriers are generated, thereby preventing the power generation efficiency of the solar cell from being reduced.
スクライビングライン(SL)に沿ってレーザーが照射されることによって、母セル1の内、レーザー(LA)が照射された面1aには、分割溝(SH)がスクライビングライン(SL)に沿って作られる。ここで、スクライビングライン(SL)は、母セル1を分割するために、レーザーが太陽電池に照射される方向をしらせる仮想の線である。レーザーは、望ましい形でレーザーによる損傷(damage)を減らすために、パルス型レーザーが使用されることができる。パルス型レーザーは、パルスに同期化してレーザーが照射されるので、レーザーが母セル1をスキャンする間に連続的に照射されず、断続的に照射されるため、レーザーが連続的に照射される線形レーザーより太陽電池に加わる熱損傷を減らすことができる。また、好ましくレーザー(LA)は、それぞれのスクライビングライン(SL)に沿って、1回照射されて、分割溝(SH)を形成することよりは、数回で、分けて照射されることが好ましく、照射回数は、レーザーの強さ、分割溝(SH)の深さ(D1)などを考慮して調節することができる。これによれば、レーザーの強さを低減させレーザーを照射することができ、スクライビング過程で太陽電池に加わる損傷を効果的に削減することができる。
By irradiating the laser along the scribing line (SL), dividing grooves (SH) are formed along the scribing line (SL) in the
分割溝(SH)の深さ(D1)は、望ましい形として母セル1の厚さ(T1)に比べ50%~70%であることが望ましい。分割溝(SH)が形成された後で、母セル1は、物理的な力を受け、複数のカットセル10に分けられる。さて、分割溝(SH)の深さ(D1)が50%より小さい場合、分割溝(SH)に沿って母セル10が分けられず、クラックのような欠陥が母セル1に発生することができる。そして、分割溝(SH)の深さ(D1)が70%以上になると、母セル1に伝達される熱的ストレスが高まり、カットセル10の効率を落とすことができる。
The depth (D1) of the dividing groove (SH) is preferably 50% to 70% of the thickness (T1) of the
以下、添付した図面を参照して、実施の形態に基づいて、様々な形状の電極を有する太陽電池に対して詳細に説明する。 Hereinafter, solar cells having electrodes of various shapes will be described in detail according to embodiments with reference to the accompanying drawings.
図5は、本発明の一実施の形態に係る太陽電池の平面形状を示す。好ましい一形態において、太陽電池10は、p-n接合を形成する半導体基板と、半導体基板の第1面と第2面にそれぞれ形成される第1電極と第2電極を含みから構成されることができる。ここで、一例として、第1面は、光が受光される面として、第1電極が位置し、背面は前面の反対面として第2電極が位置することができる。
FIG. 5 shows a planar shape of a solar cell according to one embodiment of the present invention. In one preferred form, the
一方、以下の実施の形態においては、第1電極と第2電極の内、第1電極を例に挙げて、様々な実施の形態を説明するが、本発明がこれに限定されるものではなく、第1電極または第2電極の内、いずれか、または全てが、以下で説明される第1電極と同じ形状を有することができる。 On the other hand, in the following embodiments, among the first electrode and the second electrode, various embodiments will be described by taking the first electrode as an example, but the present invention is not limited to this. , the first electrode or the second electrode, or all may have the same shape as the first electrode described below.
半導体基板11は、第1方向(図のx軸方向)の短辺(11a)と第2方向(図のy軸方向)の長辺11bを有することができる。好ましい一形態において、半導体基板11の縦横比は、3/1~1/12で有り得る。
The
第1電極13は、半導体基板11の前面に位置し、第2方向で隣接したものと物理的に離れてストライプ配列を有するように形成することができる。この第1電極13は、前面に入射される光を最大限に遮断しないように、半導体基板11の前面面積の内、5%以下の面積だけを占めるように形成されることが望ましい。第1電極13が形成された面積が5%以上になると、第1電極13のために、光の受光面積が減り、所望する出力が出ないだけでなく、製造コストが上昇して価格競争力が低下することがある。
The
さらに好ましくは、第1電極13が形成される面積は、半導体基板11の前面面積対比3%以下である。
More preferably, the area where the
実施の形態においては、第1電極13は、従来とは異なるようにバス電極がない構造を有するように形成される。当業界では、第1または第2電極は、電荷を収集する複数のフィンガー電極とこのフィンガー電極を互に接続し、太陽電池の間を接続するリボンに接続されるバス電極を含みから構成されるのが一般的であった。さて、バス電極は、リボンと接続しなければならないので、フィンガー電極より大きな線幅を有するように形成され、結果的に製造原価を上昇させ、また受光面積を減らす要因として作用した。
In an embodiment, the
本発明の実施の形態においては、このような点を考慮し、前面に配置される第1電極13は、バス電極が形成されない代わりに、第1電極13の一部として構成される接合部13aを有するように構成される。
In the embodiment of the present invention, in consideration of such points, the
接合部13aは、太陽電池10が長辺11bが隣接したものと重なってストリングされる時、電気的、機械的接続のための導電性接着物質が提供され、第2方向で隣接している第1電極13との間を電気的に接続できるようにする。
The
好ましい一形態において、接合部13aは、第1電極13の一部として形成され、第1電極13ごとにそれぞれ個別に形成することができる。図5の実施の形態においては接合部13aは、長辺11bに隣接している第1電極13の端部(13a1)を含む、一部領域が接合部13aで構成されことができる。また、接合部13aの単位面積は、この接合部13aを除外した第1電極13の単位面積より大きく形成されることが望ましい。ここで、単位面積は定まれたの面積で電極が形成された面積を意味し、一例として1(mm2)あたりの電極が形成された面積を意味することができる。
In one preferred form, the
図5において、接合部13aを含む第1電極13は、第1方向に線幅が徐々に減少する先端がとがった針状を有するように形成されることができる。第1電極13の端部(13a1)の一部として行われた接合部13aは、他の所よりも単位面積が相対的に大きく、それに応じて接合部を中心に太陽電池が重なり位置すると、重なった二太陽電池の電極が十分な面積を有して接合されることができる。したがって、従来のようにパッドやバス電極を利用しなくても重なった2太陽電池の電極を互いに接合させることができる。
In FIG. 5, the
この実施の形態において、第1電極13は、線幅が徐々に減少する針状を有するために、第1電極13が形成される面積を半導体基板の前面、すなわち受光面対比5%以下に構成することができる。
In this embodiment, since the
好適な一形態、一例として、産業現場で使用するM4サイズ(161.7(mm)×161.7(mm))の母セルを6分割する場合に、第1電極13の数は、80個以上であり120個より小さく形成されることが好ましく、この時、第1電極13間の間隔(またはピッチ)(D2)は、約1(mm)~2.0(mm)であることが望ましい。第1電極13との間の間隔が1(mm)より小さいと、電極間の間隔があまりにも稠密して影の効果により、発電効率が低下し、また、製造コストが上昇して価格競争力が低下することができる。そして、第1電極13間の間隔が2.0(mm)より大きくなると、電極間の間隔が広すぎて、光によって生成された電荷を収集するのが難しい。また、第1電極13の端部(13a1)は、長辺11bから200(μm)~300(μm)だけ離れて配置されることが望ましい。前述したように、母セルを分割して形成される太陽電池は、レーザースクライビング工程を通じて母セルが複数のカットセルに分割される。このとき、レーザーの解像度と作業マージンを考慮して、第1電極13は、長辺11bから200(μm)~300(μm)だけ離れて形成されることが望ましい。
As one preferred form, for example, when dividing a mother cell of M4 size (161.7 (mm) × 161.7 (mm)) used in an industrial site into six, the number of
好適な形態において、第1電極13の端部(13a1)、すなわち、最大線幅が120(μm)~200(μm)であることが望ましい。前述したように端部(13a1)は、接合部13aをなしているので、最小限の接合面積を確保するためには、端部(13a1)が120(μm)以上でなければならず、2000(μm)より大きくなると、第1電極13の形成される面積が過度に大きくて製造コストが大きくなる問題がある。
In a preferred form, the end (13a1) of the
また、第1電極13の最小線幅は、40(μm)であることが望ましい。もし第1電極13の最小線幅が40(μm)より小さくなると、電極を印刷し、焼成する過程で、その先端が巻き込ま上がるカール(curl)現象が発生することができる。
Moreover, it is desirable that the minimum line width of the
このような点を考慮する時、第1電極13の最大線幅は、前記第1電極の最小線幅対比3~5倍になるように形成されることが望ましい。
Considering these points, it is preferable that the maximum line width of the
一方、このように、第1電極13が針状を有するように形成されると、第2方向(図のy軸方向)で、第1電極13間が徐々に広がるようになる。これに、この部分で生産された電荷が、正常的に、第1電極(13a1)に収集されるのが難しいことがある。このような点を考慮し、図6に例示するところのように、第1電極13間を接続するバーシン部15をさらに含みから構成することもできる。このバーシン部15は、左側長辺11bよりこの左側長辺11bと向き合う右側長辺11b’に近くなるように配置することができる。
On the other hand, when the
好ましい一形態において、バーシン部15の線幅は、製造工程と製造コスト、そして第1電極13が前面に形成される面積などを考慮して50(μm)内外の線幅を有することが望ましい。
In a preferred embodiment, the line width of the
また、バーシン部15は、第1電極13と比較して、第1電極の平均線幅よりは小さく形成することができる、バーシン部15の線幅が第1電極の平均線幅より大きければ、第1電極13が5%以下の面積を有するように形成することが難いである。ここで、平均線幅は、第1電極の最大線幅と最小線幅の平均値を意味する。
In addition, the
図6に例示したところによると、バーシン部15は、第1電極13の延長方向(図のx軸方向)と交差する方向(図のy軸方向)から右長辺(11b‘)と並行するように延長形成され、複数の第1電極13全体に接続されている。
As illustrated in FIG. 6, the
一方、図6の実施の形態においては、複数の第1電極13全体がバーシン部15によって接続されるものとして説明したが、必ずしもこのように形成される必要はない。製造コストと受光面積を考慮して、バーシン部15は、図7に例示したところのような部分的に形成されることも可能である。図7に示されたところに係れば、バーシン部15は、第2方向(図のy軸方向)で隣接している2つの第1電極13だけを接続するように配置されるが、受光面積と製造コストなどの相関関係を考慮してバーシン部15が形成されることができる。
On the other hand, in the embodiment of FIG. 6, the description has been given assuming that the entirety of the plurality of
以下、図8を参照する。この実施の形態において、第1電極13は、第2方向(図のy軸方向)から物理的に離れてストライプ配列を有するように形成することができる。
Please refer to FIG. 8 below. In this embodiment, the
また、第1電極13のそれぞれは、長辺11bに隣接した接合部13aとの接合部13aから第1方向(図のx軸方向)に延長されたフィンガー部13bを含みから構成されることができる。
In addition, each of the
接合部13aは、長方形の形状を有することができ、横(図のx軸方向)は、0.5(mm)~1.3mm、縦(図のy軸方向)は、50(μm)~150(μm)の内、フィンガー部13bより大きな値を有するように形成することができる。そこで、接合部13aは、アスペクト比(縦/横)が1/26~3/10であることがある。接合部13aの縦横比1/26より小さいと、接合部13aが、あまりにも薄くなって、第1及び第2太陽電池が接続されるとき、十分な接合面積を確保するのが難しく、接合部13aの縦横比が3/10より大きいと、接合部13aが不必要に厚くなって製造コストだけ高めるだけである。
The joint 13a can have a rectangular shape, with a width (x-axis direction in the drawing) of 0.5 (mm) to 1.3 mm and a length (y-axis direction in the drawing) of 50 (μm) to 1.3 mm. It can be formed to have a larger value than the
接合部13aが、このように縦よりは、横に長い形状を有する理由は、第1及び第2太陽電池が重なって配列される時、第1太陽電池の第1電極が第2太陽電池の第2電極に効果的に接触できるようにするためである。
The reason why the
好適な形態において、第1太陽電池と第2太陽電池は、約1.5mm内外程度接合されることが望ましい。このとき、第2太陽電池の背面に形成された第2電極は、第1電極と同じ形状を有することができるが、接合部13aが長さ方向に長い形状を有しており、第1電極と第2電極が重なったときに、その長さ方向(図のx軸方向)で、十分な接触面積を有することができ、これにより、第1電極と第2電極が接続されるとき接合部分でラインの抵抗を効果的に減らすことができる。このように形成される接合部13aは、導電性接着剤が提供される面積を育てる一方、第1電極13が一例としてスクリーン印刷法により形成されるときペーストを焼成する過程で熱が容易に排出されるようにするオープンパターン131をさらに含みから構成されることができる。
In a preferred form, the first solar cell and the second solar cell are preferably joined by about 1.5 mm. At this time, the second electrode formed on the back surface of the second solar cell may have the same shape as the first electrode, but the
このオープンパターン131は、また、接合部13aの表面積を広げて隣接した二つの太陽電池をストリングするとき、導電性接着剤の塗布面積を育て接合部13aに導電性接着剤が十分に塗布されるようにし、また、粘性を有する導電性接着剤が流れて広がるのを防止することができるようにする。
The
一例において、このオープンパターン131は、接合部13aの一部が除去されたオープンスペースで形成されることができる。
In one example, the
このようなオープンパターン131は、特別な制限なしに、さまざまな形状を有するように形成されることができるが、その様々な実施の形態を図9~図14で例示している。
Such
まず、図9を参照すると、オープンパターン131は、接合部13aの内部に位置して約方形の形状を有するように形成されることができる。これにより、接合部13aは、全体的に「ロ」字形状を有する。
First, referring to FIG. 9, the
これと比較して、図10で例示するオープンパターン131は、区画された少なくとも2以上のスペースを有するように構成されるという点で、図9に示したオープンパターン131と違いがある。
In comparison, the
オープンパターン131が、このように形成されると、導電性接着剤を塗布する過程でオープンパターン131に導電性接着剤を閉じ込めることができ、第1太陽電池と第2太陽電池を接合する際に、さらに大きな接合力を得ることができる。
When the
図11及び図12を参照すると、この実施の形態のオープンパターン131は、前の実施の形態のオープンパターンとは異なるようにオープンされた空間に形成されるという点で差がある。図11に示されたところのように、この実施の形態のオープンパターン131は、馬の蹄形状を有するように形成することができる。
11 and 12, the
図11で例示するオープンパターン131は、左がオープンされた形状を有し、図12で例示するオープンパターン131は、右がオープンされた形状を有することに違いがある。
The difference is that the
これによると、接合部13aに提供された導電性接着剤を硬化させる過程では、熱とガスが発生することがあるが、この硬化過程で発生するガスや熱を容易に排出することができる。 Accordingly, although heat and gas may be generated during the process of curing the conductive adhesive provided to the joint 13a, the gas and heat generated during the curing process can be easily discharged.
図13及び図14を参照すると、この実施の形態のオープンパターン131は、上下には、開いているが、左/右は閉じた形状を有するように形成することができる。このような形状のオープンパターン131を有するように接合部13aは、第1方向(図のx軸方向)で離間して対向する形状を有するように形成することができる。
Referring to FIGS. 13 and 14, the
このようなオープンパターン131によると、導電性接着剤をオープン領域に塗布するのが容易である長所がある。一実施の形態においては、導電性接着剤は、第2方向(図のy軸方向)に長く形成されることがあるが、接合部13aに形成されたオープンパターン131が上下には、開いている反面、左/右は閉じている。したがって、接合部13aに供給された導電性接着剤は、接合部13aとオープンパターン131のガイドを受け、第2方向に長く、導電性接着剤が塗布されることができる。
Such an
一方、前述したオープンパターンの実施の形態においては、オープンパターン131が四角状の接合部13aに形成されることを例示するが、本発明がこれに限定されるものではなく、前述した実施の形態と、以下で説明される実施の形態の電極全体にも同様に形成されることができる。
On the other hand, in the above-described embodiment of the open pattern, the
図15は、本発明のまた他の実施の形態に係る太陽電池の平面形状を示す。 FIG. 15 shows a planar shape of a solar cell according to still another embodiment of the present invention.
図15を参照すると、この実施の形態において、第1電極13のそれぞれは、長辺11bに隣接した接合部13aと接合部13aから第1方向(図のx軸方向)に延長されたフィンガー部13bを含みから構成されることができる。
Referring to FIG. 15, in this embodiment, each of the
ここで、フィンガー部13bは、ジグザグ形状(または波模様)を有することができる。このようにフィンガー部13bがジグザグ形状を有するように形成されると、半導体基板11の縦横比が1/3~1/12になるように形成されて短辺が短く形成された太陽電池で、短辺の長さ方向に形成されたフィンガー部13bの長さを直線である場合より長く形成することができる。
Here, the
図16は、本発明のまた他の実施の形態に係る太陽電池の平面形状を示す。 FIG. 16 shows a planar shape of a solar cell according to still another embodiment of the present invention.
図16を参照すると、この実施の形態において、第1電極13は、第2方向で隣接したものと並行するように配列される。これにより、第2方向で第1電極13間の距離は一定で有り得る。
Referring to FIG. 16, in this embodiment the
この実施の形態において、第1電極間の距離は1~2(mm)であり、第1電極13の数は、80~120個で有り得、線幅は50~120(μm)で有り得る。線幅が、50(μm)より小さくなると、電極の線幅があまりにも薄く電荷を収集するのが難しく、線幅が120(μm)より大きくなると影の効果(shadow effect)により、受光面積が減少することがある。
In this embodiment, the distance between the first electrodes is 1-2 (mm), the number of the
接合部13aは、第1電極13の一部として構成がされ、好ましく第1電極13の端部(13a1)を含む、一部領域が接合部13aで構成されことができる。好ましくは、接合部13aは、長辺11bに隣接して位置する。
The
一方、前述したように隣接した二つの太陽電池をストリングするとき長辺11bに沿って導電性接着剤が塗布されて、第2方向で物理的に離れている第1電極13間を電気的、物理的に接続させることになる。
On the other hand, when two adjacent solar cells are stringed as described above, a conductive adhesive is applied along the
したがって、接合部13aが第1電極13の一部として構成されて線幅が薄い場合でも、導電性接着剤によって隣接した第1電極13間が物理的、電気的に接続され、また、他の太陽電池の電極とも物理的、電気的に接続することができ、アライメントなどの問題なしで、容易に隣接した二つの太陽電池をストリングすることができる。
Therefore, even when the
図17は、本発明のまた他の実施の形態に係る太陽電池の平面形状を示す。 FIG. 17 shows a planar shape of a solar cell according to still another embodiment of the present invention.
この実施の形態において、第1電極13は、接合部の大きさが他の第1電極部135と第2電極部137を含みから構成されることができる。
In this embodiment, the
第1電極部135と第2電極部137は、第2方向で互いに並行するように配列され、それぞれ一段に接合部(1351、1371)を含みから構成される。ここで、それぞれの接合部(1351、1371)は、すべて同じ長辺11bに隣接するように形成される。
The
示されたところによると、第1電極部135は、針状を有する反面、第2電極部137は、直線状を有し、第1電極部135の接合1351が第2電極部137の接合部1371より大きい面積を有するように構成されことができる。
As shown, the
このような構成によると、すべて第1電極部135のように形成される場合と、第2電極部137のみで構成される場合における問題点は、低減し、利点は、高めることができる。例えば、第1電極部135のみで構成される場合は、第2電極部137のみで構成される場合よりも、第1電極が占める面積が大きくなる。結果的に製造コストが上昇することになり、受光面は減られるが、十分な接合面積を確保することができる利点がある。
According to such a configuration, the problems in the case of forming all the
これと比較して、第2電極部137のみで構成される場合は、第1電極部135のみで構成される場合より第1電極が占める面積が減って製造コストは削減、それと受光面は広げることができるが、接合面積が減少することがある。
In contrast, when only the
そこで、この実施の形態においては、接合部の大きさが他の第1電極部135と第2電極部137を含むように、第1電極13を構成して、効果的に接合面積と製造コストのバランスを合わせることができようにする。
Therefore, in this embodiment, the
以下、図18~図21を参照して、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールとその製造方法について説明する。 A solar cell module and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 18 to 21. FIG.
この図と前述した図面を参照すると、本発明の一実施の形態に係る太陽電池モジュールは、に、第1方向の短辺(図のx軸方向)と第2方向(図のy軸方向)の長辺を有し、重畳領域(11a)において、前記長辺が部分的に重なるように配列された複数の太陽電池10を含むように構成される。
Referring to this figure and the above-described figures, a solar cell module according to an embodiment of the present invention has a short side in a first direction (x-axis direction in the figure) and a short side in a second direction (y-axis direction in the figure). and includes a plurality of
そして、複数の太陽電池の内、隣接した第1太陽電池10aの第2面に位置する第2電極15と第2太陽電池10bの第1面に位置する第1電極13は、重畳領域100に提供された導電性接着剤501によって電気的、物理的に直接接続される。
Among the plurality of solar cells, the
このとき、第1電極13は、第2方向に隣接したものと物理的に離れて並行するように配置されるが重畳領域100に提供された導電性接着剤501によって互いに物理的、電気的に接続されることができる。これにより、第1電極13がパッドやバス電極を含みから構成されなくても、第1太陽電池10aの第2電極15と、十分な接合面積を確保することができる。
At this time, the
また、一例として、第1太陽電池10aの第2電極15が第1電極13と同様に、第2方向に隣接したものと物理的に離れて並行するように形成されると仮定したとき、重畳領域100で、第1電極13と第2電極15がずれた位置に配置されても導電性接着剤501によって、両者の間には電気的に接続することができる。したがって、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bを正位置させるアライン過程を省略して製造工程を単純化することができる。
Also, as an example, when it is assumed that the
好ましい一形態において、導電性接着剤501は、重畳領域100全体に提供されることが好ましく、また、導電性接着剤501は、第1電極13の接合部13aと十分に接触することができよう導電性接着剤501の厚さが第1電極13の厚さより大きいことが望ましい。
In one preferred form, the
第1太陽電池10aが第2太陽電池10b上に重ねたとき、望ましい一形態において第1太陽電池10aは、接合領域100に配置された第2太陽電池10bの接合部13aが前面から見えないように位置することが望ましい。
When the first
このような点を考慮して、接合部13aは、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bの接合領域100内にのみ存在することができるよう接合部13aの最大長さ(図のx軸方向に)が、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bが重なった幅と実質的に同じになるよう構成されることができる。
In consideration of this point, the maximum length of the
このように、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bが位置すれば、第1太陽電池10aの第2電極15と、これと対向に位置する接合部13aの間に十分な接合面積を確保することができるだけでなく、接合部13aが前面から見えないので、太陽電池モジュールのデザインを良くすることができる。
When the first
好ましい一形態において、第1方向(図のx軸方向)に沿った重畳領域100の幅は、1~2(mm)である。もし、重畳領域100の幅が1(mm)より小さくなると、重畳領域100に提供された導電性接着剤の量が小さくて、十分な接合力を得るのが大変で、重畳領域100の幅が2(mm)より大きくなるようにされると、重畳領域100により受光面があまりにも多くの減って所望する太陽電池の出力を生成するのが難しい。
In a preferred form, the width of the
本発明の一実施の形態に係る製造方法は、接合部13aが一端に形成され、第1面に第2方向で並行するように配置された複数の第1電極13を有する第2太陽電池10bに導電性接着剤501を提供するステップ(S11)、導電性接着剤501が提供された第2太陽電池10bと、重畳領域100で重ねるよう第1太陽電池10aを位置させる段階(S13)、導電性接着剤501を硬化させて第1太陽電池10aと第2太陽電池10bを物理的、電気的に接続させる段階(S15)を含む。
A manufacturing method according to an embodiment of the present invention is a second
このとき、前述したように、接合部13aは、第1太陽電池10aと前記第2太陽電池10bが重ねられた重畳領域100に配置され、導電性接着剤501は、重畳領域100から前記第1電極13の接合部13aが第2方向で隣接した他の接合部と接続するように提供されることがある。
At this time, as described above, the
S11段階において、導電性接着剤501は、ディスペンシング法のようなよく知られた方法により、第2太陽電池10b上に塗布することができる。さらに好ましく、導電性接着剤501は、第2太陽電池10bの前面上にディスペンシング装置を介して塗布されるが、このとき、導電性接着剤501は、接合領域100全体に塗布され、接合部13aを十分に覆うように供給されることが望ましい。
In step S11, the
選択的に、導電性接着剤501は、第1太陽電池10aの接合領域100または第1及び第2太陽電池それぞれの接合領域に塗布されることもできる。
Optionally, the
S13段階において、第1太陽電池10aは、第2面が第2太陽電池10bに向けて位置し、接合領域100の導電性接着剤501を間に置いて第2太陽電池の接合部13aと、第1太陽電池10aの第2電極が対向するように位置させる。
In step S13, the first
S15段階において、導電性接着剤は、熱源として熱またはUV(ultraviolet)によって硬化することができる。導電性接着剤が硬化されながら、第1太陽電池10aと第2太陽電池10bは、物理的に接合され、また、電気的に接続することができる。
In step S15, the conductive adhesive may be cured by heat or UV (ultraviolet) as a heat source. While the conductive adhesive is cured, the first
一方、図19は、針状で電極を作成するときに使用されるマスクパターンを例示する図である。 On the other hand, FIG. 19 is a diagram illustrating a mask pattern used when creating a needle-like electrode.
一般的に電極13は、スクリーン印刷法を用いて作ることがあるが、この時、電極形成用物質としてペーストが使用される。ペーストは、粘性を有しており、焼成によって熱硬化される。ところで、電極をスクリーン印刷する過程で電極の形状と同じようにペースを印刷すると、ペーストは焼成過程で熱変形を起こすため、印刷された形と同じように焼成されないことがある。特に、本発明の一実施の形態のように電極が針状を有する場合には、焼成過程で発生するペーストの変形が大きいため、針状を有するように電極を作るのが、さらに難しい。
In general, the
このような点を考慮して、本発明の一実施の形態に係る製造方法において、スクリーン印刷時に使用されるマスクパターン(SP)は、段差になった形状を有するように構成されことが望ましい。一例として、マスクパターン(SP)は、図12で例示したように、電極13の長さ方向に幅が徐々に減少する塔の形を有するように形成することができる。
Considering this point, in the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, it is desirable that the mask pattern (SP) used in screen printing has a stepped shape. For example, the mask pattern (SP) may be formed in a tower shape whose width gradually decreases along the length of the
これにより、印刷されたペーストと電極13の間に段差により、空空間が存在するが、ペーストが焼成される過程で横に広がり、この空間を埋めるようになり、全体的には、電極13と同じ斜辺を有するように形成されることができる。
As a result, there is an empty space between the printed paste and the
ここで、段差の数は、電極の大きさ、ペイスト点度及び組成、プロセス温度などをパラメータとして調節されることができるが、一例として段差の数は3~5つで有り得る。 Here, the number of steps can be adjusted using parameters such as electrode size, paste point and composition, and process temperature.
以上、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるものではなく、次の請求の範囲で定義している本発明の基本的な概念を利用した当業者の様々な変形及び改良形態もまた、本発明の権利範囲に属するものである。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of rights of the present invention is not limited thereto, and the basic concept of the present invention defined in the following claims is Various modifications and improvements made by persons skilled in the art to be utilized also fall within the scope of the present invention.
Claims (11)
第1方向の短辺と、前記第1方向と交差する第2方向の第1長辺と、を備える半導体基板と;
前記半導体基板の少なくとも一面に配置された複数の電極と;
前記第2方向に、前記複数の電極の中から2つの隣接する電極の一部のみを接続するブッシングと;を備えてなり、
前記複数の電極は、前記第2方向に互いに離れて配置され、かつ、前記第1方向に延長され、
前記複数の電極のそれぞれは、第1長辺に隣接して配置された接合部と、前記接合部から前記第1方向に延長されたフィンガー部と、を含み、
前記ブッシングは、前記第1長辺に向かい合う第2長辺の近くに配置され、
前記接合部は、前記第2長辺より前記第1長辺の近くに配置され、
前記第2方向で隣接する接合部間の第1距離は、前記第2方向で隣接するフィンガー部間の第2距離より小さく、
前記接合部および前記フィンガー部を含む前記複数の電極のそれぞれは、前記第1方向に徐々に線幅が減少する針状である、太陽電池。 a solar cell,
a semiconductor substrate having a short side in a first direction and a first long side in a second direction intersecting the first direction;
a plurality of electrodes disposed on at least one surface of the semiconductor substrate;
a bushing connecting only a portion of two adjacent electrodes of the plurality of electrodes in the second direction;
the plurality of electrodes are spaced apart from each other in the second direction and extend in the first direction;
each of the plurality of electrodes includes a joint portion arranged adjacent to a first long side and a finger portion extending from the joint portion in the first direction;
the bushing is positioned near a second long side opposite the first long side;
the joint portion is arranged closer to the first long side than the second long side;
a first distance between joints adjacent in the second direction is less than a second distance between finger portions adjacent in the second direction;
The solar cell, wherein each of the plurality of electrodes including the joint portion and the finger portion has a needle shape with a line width gradually decreasing in the first direction.
前記複数の電極は、前記第2方向に、1mm~2mmの距離で互いに離れて配置される、請求項1~4の何れか一項に記載の太陽電池。 The number of the plurality of electrodes is 80 to 120,
The solar cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the plurality of electrodes are spaced apart from each other by a distance of 1 mm to 2 mm in the second direction.
前記2つの隣接する電極における隣接する接合部は、前記第2方向において、前記2つの隣接する電極間の距離が最小になる位置に配置される、請求項1~5の何れか一項に記載の太陽電池。 in the second direction, the distance between two adjacent electrodes in the plurality of electrodes decreases along the first direction;
Adjacent joints of the two adjacent electrodes are arranged at positions where the distance between the two adjacent electrodes is minimal in the second direction. solar cells.
複数の太陽電池を備えてなり、
前記複数の太陽電池のそれぞれは、
第1方向の短辺と;
前記第1方向と交差する第2方向の第1長辺と;
各太陽電池の第1面に位置した第1電極と;
各太陽電池の第2面に位置した第2電極と;
前記第1長辺に配置され、及び、前記第1長辺に沿って隣接する太陽電池と部分的に重畳する重畳領域と;を備えてなり、
前記複数の太陽電池は、第1太陽電池と、前記第1太陽電池と隣接する第2太陽電池と、を備え、
前記太陽電池モジュールは、導電性接着剤を更に備え、
前記導電性接着剤は、前記重畳領域で、前記第1太陽電池の前記第2電極に、前記第2太陽電池の前記第1電極を電気的に接続し、
前記第1電極は、複数の電極を備え、
前記複数の電極は、前記第2方向に互いに離れて配置され、
前記複数の電極のそれぞれは、前記重畳領域に配置された接合部と、前記接合部から前記第1方向に延長されたフィンガー部と、を含み、
前記第2方向に、前記複数の電極の中から2つの隣接する電極の一部のみを接続するブッシング、を備え、
前記ブッシングは、前記第1長辺に向かい合う第2長辺の近くに配置され、
前記接合部は、前記第2長辺より前記第1長辺の近くに配置され、
前記第2方向で隣接する接合部間の第1距離は、前記第2方向で隣接するフィンガー部間の第2距離より小さく、
前記接合部および前記フィンガー部を含む前記複数の電極のそれぞれは、前記第1方向に徐々に線幅が減少する針状である、太陽電池モジュール。 A solar cell module,
comprising a plurality of solar cells,
each of the plurality of solar cells,
a short side in the first direction;
a first long side in a second direction that intersects with the first direction;
a first electrode located on a first surface of each solar cell;
a second electrode located on a second surface of each solar cell;
an overlap region disposed on the first long side and partially overlapping adjacent solar cells along the first long side;
The plurality of solar cells includes a first solar cell and a second solar cell adjacent to the first solar cell,
The solar cell module further comprises a conductive adhesive,
the conductive adhesive electrically connects the first electrode of the second solar cell to the second electrode of the first solar cell at the overlap region;
the first electrode comprises a plurality of electrodes;
the plurality of electrodes are arranged apart from each other in the second direction;
each of the plurality of electrodes includes a joint portion arranged in the overlapping region and a finger portion extending from the joint portion in the first direction;
a bushing that connects only a portion of two adjacent electrodes among the plurality of electrodes in the second direction;
the bushing is positioned near a second long side opposite the first long side;
the joint portion is arranged closer to the first long side than the second long side;
a first distance between joints adjacent in the second direction is less than a second distance between finger portions adjacent in the second direction;
The solar cell module, wherein each of the plurality of electrodes including the joint portion and the finger portion has a needle shape with a line width that gradually decreases in the first direction.
前記太陽電池モジュールは、第1太陽電池及び第2太陽電池を備え、
各太陽電池は、第1方向の短辺と、前記第1方向と交差する第2方向の長辺と、を備え、
前記第2太陽電池に導電性接着剤を付与する段階と;
前記第2太陽電池は、複数の電極を備え、
前記導電性接着剤が付与された重畳領域で、前記第2太陽電池の上に前記第1太陽電池を配置する段階と;及び
前記導電性接着剤を硬化させ、前記第2太陽電池に前記第1太陽電池を電気的に接続する段階と;を含んでなり、
前記複数の電極のそれぞれは、第1長辺に隣接して配置された接合部と、前記接合部から前記第1方向に延長されたフィンガー部と、を含み、
前記接合部は、前記第2太陽電池が重ねられた前記第1太陽電池に基づいて前記重畳領域に配置され、
前記導電性接着剤は、前記重畳領域における前記接合部を、前記第2方向に、前記接合部から離れて配置された隣接する電極に接続し、
前記第2方向に、前記複数の電極の中から2つの隣接する電極の一部のみを接続するブッシング、を備え、
前記ブッシングは、前記第1長辺に向かい合う第2長辺の近くに配置され、
前記接合部は、前記第2長辺より前記第1長辺の近くに配置され、
前記第2方向で隣接する接合部間の第1距離は、前記第2方向で隣接するフィンガー部間の第2距離より小さく、
前記接合部および前記フィンガー部を含む前記複数の電極のそれぞれは、前記第1方向に徐々に線幅が減少する針状である、太陽電池モジュールの製造方法。
A method for manufacturing a solar cell module,
The solar cell module comprises a first solar cell and a second solar cell,
each solar cell has a short side in a first direction and a long side in a second direction that intersects with the first direction;
applying a conductive adhesive to the second solar cell;
The second solar cell comprises a plurality of electrodes,
placing the first solar cell on top of the second solar cell in the overlap region where the conductive adhesive is applied; and curing the conductive adhesive to attach the second solar cell to the second solar cell. 1 electrically connecting the solar cell;
each of the plurality of electrodes includes a joint portion arranged adjacent to a first long side and a finger portion extending from the joint portion in the first direction;
the junction is located in the overlap region based on the first solar cell on which the second solar cell is superimposed;
the conductive adhesive connects the joint in the overlapping region to an adjacent electrode spaced apart from the joint in the second direction;
a bushing that connects only a portion of two adjacent electrodes among the plurality of electrodes in the second direction;
the bushing is positioned near a second long side opposite the first long side;
the joint portion is arranged closer to the first long side than the second long side;
a first distance between joints adjacent in the second direction is less than a second distance between finger portions adjacent in the second direction;
The method of manufacturing a solar cell module, wherein each of the plurality of electrodes including the joint portion and the finger portion has a needle shape with a line width gradually decreasing in the first direction.
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